專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化
【要點掃描】
１.了解反應(yīng)熱、吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的概念；
２.了解反應(yīng)熱和焓變的涵義，了解焓變的表示符號（ΔＨ）及其常用單位（kＪ/mol），認(rèn)識ΔＨ的“－”、“＋”與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系；
３.掌握熱化學(xué)方程式的涵義和書寫方法；
４.了解蓋斯定律的涵義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算。
【知識梳理】
一、反應(yīng)熱、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的關(guān)系
１.反應(yīng)熱是指 。在化學(xué)實驗中，通常遇到的反應(yīng)是在敞口容器下進行的，此時的反應(yīng)熱等于 ，用符號 表示，單位一般采用 。
２.從化學(xué)鍵角度看，反應(yīng)熱近似等于 �。�
３. 的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)， 的化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)．從能量的角度看，放熱反應(yīng)是由于 ，吸熱反應(yīng)是由于 ．如圖中，a表示 ，b表示 ，該反應(yīng)的ΔＨ�。埃袑W(xué)常見的放熱反應(yīng)有 ��；吸熱反應(yīng)有 �。�
二、反應(yīng)熱和焓變
1．焓和焓變
（1）焓
（2）焓變（ΔH） ΔH = H（產(chǎn)物）— H（反應(yīng)物）
2．反應(yīng)熱
⑴定義：
⑵符號：用△H表示 ⑶單位；一般采用
⑷可直接測量，測量儀器叫量熱計
⑸反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因（微觀討論）
以H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)為例：
①化學(xué)鍵斷裂時需要吸收熱量
②化學(xué)鍵形成時要釋放熱量
吸熱和放熱的差值即為反應(yīng)熱
（6）反應(yīng)熱表示方法
反應(yīng)熱是表示化學(xué)反應(yīng)過程中整個體系的能量（即焓）增加或者減少的量值，
ΔH =H產(chǎn)物—H反應(yīng)物
焓增加→吸熱→則用“ ”表示；
焓減少→放熱→則用“ ”表示。（填“+”或“-”）
3.反應(yīng)熱的計算
（1）根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算；ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式計算；將ΔH看作熱化學(xué)方程式中的一項，再按有關(guān)方程式的計算步驟、格式進行計算，得出有關(guān)數(shù)據(jù)。
（3）蓋斯定律
三、熱化學(xué)方程式
1.熱化學(xué)方程式的概念： 的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式不僅表示了化學(xué)反應(yīng)中的 變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的 變化。
2.書寫熱化學(xué)方程式時的注意點
（1）要注明 ，但中學(xué)化學(xué)中所用ΔH的數(shù)據(jù)一般都是在101kPa和25℃時的數(shù)據(jù)，因此可不特別注明；
（2）需注明ΔH的“+”與“—”，“+”表示 ，“—”表示 ；比較ΔH的大小時，要考慮ΔH的正負(fù)。
（3）要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。g表示 ，l表示 ，s表示 ;
（4）各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)表示 ，可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。
四、蓋斯定律及其應(yīng)用
蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)，如果一個反應(yīng)可以分幾步進行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的，這就是蓋斯定律。
【典例精析】
例1.對下列化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象，不正確的說法是 ( )
A．放熱的反應(yīng)發(fā)生時不必加熱
B．化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化
C．吸熱反應(yīng)需要加熱后才能發(fā)生
D．化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值與參加反應(yīng)物質(zhì)多少有關(guān)
解題體會：
例2.下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的△H前者大于后者的是 ( )
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；△H1 C(s)＋12O2(g)===CO(g)；△H2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)；△H3 S(g)＋O2(g)===SO2(g)；△H4
③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)；△H5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；△H6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；△H7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)；△H8
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
解題體會：
例3.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是 ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)； △H= + 49．0 kJ•mol－1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)；△H=－192．9 kJ•mol－1
下列說法正確的是 ( )
A．CH3OH的燃燒熱為192．9 kJ•mol－1
B．反應(yīng)①中的能量變化如右圖所示
C．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
D．根據(jù)②推知反應(yīng)： CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>－192．9kJ•mol－1
解題體會：
例4. ( )已知在1×105Pa，298條下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是
A． H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)；△H= +242kJ•mol-1
B． 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)；△H= -484kJ•mol-1
C． H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g)；△H= +242kJ•mol-1
D． 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)；△H= +484kJ•mol-1
解題體會：
例5.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；△H= —571.68kJ•mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；△H= —282.9kJ•mol-1
某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量，同時生成3.6g液態(tài)水，則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為 ( )
A．2：1 B．1：2 C．1：1 D．2：3
解題體會：
例6.在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ，下列熱化學(xué)方程式正確的是 ( )
A．CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H= +725.8 kJ/mol
B．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）；△H= -1452 kJ/mol
C．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）；△H= -725.8 kJ/mol
D．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）；△H= +1452 kJ/mol
解題體會：
例7. 科學(xué)家蓋斯曾提出：“不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應(yīng)是相同的�！崩蒙w斯定律可測某些特別反應(yīng)的熱效應(yīng)。
① P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10 (s)； △H1=-2983.2kJ/mol
② P (s,紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10 (s)；△H2=-738.5kJ/mol
則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 。相同的狀況下，能量較低的是 ；白磷的穩(wěn)定性比紅磷 （添“高”或“低”）。
例8.CH3-CH3→CH2=CH2+H2，有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下：
化學(xué)鍵C-HC=CC-CH-H
鍵能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3
試計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱。
解題體會：
【反饋練習(xí)】
1.化學(xué)反應(yīng)中常常伴有能量變化，下列說法錯誤的是 ( )
A 原電池是將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B TNT爆炸是將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能
C 鋁熱反應(yīng)是將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
D 甲烷燃燒是將全部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
2.分析右面的能量變化示意圖，確定下列選項中正確的是( )
A.2 A（g）+ B(g) 2 C（g）；△H＜0
B.2 A（g）+ B(g) 2 C（g）； △H＞0
C.2A + B 2 C；△H＜0
D.2C 2 A +B ；△H＜0
3.已知在25、101pa下，1g C8H18（辛烷）燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40J熱量。則表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 ( )
A. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)；△H =-96.80J/mol
B. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)；△H =-11035.20J/mol
C. 2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)；△H =+11035.20J/mol
D. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)；△H =-96.80J/mol
4.使18g焦炭發(fā)生不完全燃燒，所得氣體中CO占1/3體積，CO2占2/3體積，已知：
C(s)+1/2O2(g)＝CO(g) △H＝－Q1kJ/mol，CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝－Q2kJ/mol
與這些焦炭完全燃燒相比較，損失的熱量是 ( )
A．1/2Q2 kJ B．1/3Q2 kJ C．1/3（Q1+Q2）kJ D．1/3Q1 kJ
5.現(xiàn)有 CO，H2，CO2組成的混合氣體116.6升(標(biāo)況),經(jīng)完全燃燒后放出的總熱量為867.9J,并生成18克H2O(L),已知2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(L)；△H=-571.6J/mol ,CO(g)+1/2O2=CO2 (g); △H=-282.8J/mol,則燃燒前混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)最接近于 （ ）
A 80% B 60% C 40% D 20%
6.肼（N2H4）是火箭發(fā)動機的一種燃料，反應(yīng)時N2O4為氧化劑，反應(yīng)生成N2和水蒸氣。已知：N2(g) + 2O2(g)＝N2O4(g)； △H＝+ 8.7kJ/mol
N2H4(g) + O2(g)＝N2(g) + 2H2O(g)； △H＝?534 kJ/mol
下列表示肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，正確的是 ( )
A. 2N2H4(g) + N2O4(g) ＝ 3N2(g) + 4H2O(g)； △H＝?1076.7 kJ/mol
B. N2H4(g) + 1/2N2O4(g) ＝3/2N2(g) + 2H2O(g)； △H＝?1076.7 kJ/mol
C. 2N2H4(g) + N2O4(g) ＝ 3N2(g) + 4H2O(g)； △H＝?542.7 kJ/mol
D. 2N2H4(g) + N2O4(g) ＝ 3N2(g) + 4H2O(g)； △H＝?1059.3 kJ/mol
7.根據(jù)熱化學(xué)方程式(101 Pa) S(s) +O2 (g)=SO2 (g); △H=-297.23J/mol分析下列說法不正確的是 ( )
A S的燃燒熱為297.23J/mol
B S(g) +O2 (g)=SO2 (g) 放出的熱量大于297.23J
C S(g) +O2 (g)=SO2 (g) 放出的熱量小于297.23J
D 形成1mol SO2化學(xué)鍵所釋放總能量大于斷裂1molS(s)和1molO2 (g)的化學(xué)鍵所吸收的總能量
8.已知某溫度下的熱化學(xué)方程式：2SO2（氣）+O2（氣） 2SO3；△H= -197J/mol，在同溫同壓下，向密閉容器中通入2molSO2和1molO2，達平衡時放出熱量Q1J；向另一相同的密閉容器中通入1.5molSO2，0.75molO2和0.5molSO3，達平衡時放出熱量Q2J。下列關(guān)系正確的是 ( )
A．Q1=Q2=197B．Q1=Q2<197C．Q1<Q2<197D．Q2<Q1<197
9.已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體，放出283J熱量，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286J熱量，1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890J熱
⑴ 寫出H2完全燃燒熱化學(xué)方程式
⑵ 若1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸汽，放出熱量 890J（填“ =”、“>””<”）
⑶ 若將a mol CH4，CO，H2混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和水蒸汽，則放出熱量（Q）的取值范圍是 （ ）
⑷若將a mol CH4，CO，H2混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和水蒸汽，且CO2和H2O物質(zhì)的量相等，則放出熱量（Q）的取值范圍是
10.已知下列兩個熱化學(xué)方程式；
H2(g)+ O2(g)===H2O(1)； △H=－285.0kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(1)； △H=－2220.0kJ/mol
（1）實驗測得H2和C¬3H8的混合氣體共5mol，完全燃燒生成液態(tài)水時放熱6262.5kJ,則混合氣體中H2和C3H8的體積比是 。
（2）已知：H2O(1)=H2O(g)；△H=+44.0kJ/mol
寫出丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式。
11.化學(xué)鍵的鍵能是指氣態(tài)原子間形成1mol化學(xué)鍵時釋放的能量。如：
H(g)＋I(g)→H－I(g)＋297J 即H－I鍵的鍵能為297J•mol－1，也可以理解為破壞1mol H－I鍵需要吸收297J的熱量。化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生可以看成舊化學(xué)鍵的破壞和新化學(xué)鍵的形成。下表是一些鍵能數(shù)據(jù)。（單位：J•mol－1）
鍵能鍵能鍵能
H－H436Cl－Cl243H－Cl432
S＝S255H－S339C－F427
C－Cl330C－I218H－F565
C－O347H－O464
閱讀上述信息，回答下列問題：
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷CCl4的穩(wěn)定性 （填“大于”或“小于”）CF4的穩(wěn)定性。試預(yù)測C－Br鍵的鍵能范圍_________<C－Br鍵能<__________。
(2)結(jié)合表中數(shù)據(jù)和熱化學(xué)方程式H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= —QJ/ mol；通過計算確定熱化學(xué)方程式中Q的值為 。
(3)鹵代烴RX在同樣條下發(fā)生堿性水解反應(yīng)時，RF、RCl、RBr、RI（R相同）的反應(yīng)活性由大到小的順序是_________________________________。
(4)有人認(rèn)為：H－O鍵的鍵能大于H－S鍵的鍵能，所以H2O的熔沸點高于H2S的熔沸點。你是否贊同這種觀點？如不贊同，請說出你的解釋。
。
12..已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
(1) C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol
(2) CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H2= -870.3kJ/mol
(3) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H3= -285.8kJ/mol
試計算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)
13.化學(xué)鍵的鍵能是原子間形成1mol化學(xué)鍵（或其逆過程）時釋放（或吸收）的能量。以下部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù)：H—S 364 kJ/mol,S—S 266 kJ/mol ，S=O 522 kJ/mol ，H—O 464 kJ/mol。
（1）試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面這個反應(yīng)的反應(yīng)熱：2H2S(g)+SO2(g)=3S(g)+2H2O; △H= —Q kJ/mol，反應(yīng)產(chǎn)物中的S實為S8，實際分子是一個8元環(huán)狀分子（如圖）。求Q。
S S S S
（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將a L H2S與b L SO2混合進行上述反應(yīng)，當(dāng)a＞2b時，反應(yīng)放熱多少kJ/mol；當(dāng)a＜2b時，反應(yīng)放熱多少kJ/mol
化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 參考答案
[典例精析]
123456
ACCDACB
7. P4(s,白磷)= 4P (s,紅磷)；△H=-29.2 kJ/mol，紅磷 低
8.125.6 kJ/mol
[反饋練習(xí)]
12345678
DABACACD
9. ⑴ H2(g)+12 O2(g)=H2O(l)；△H=-286kJ•mol－1 ⑵ <
⑶ 283a kJ < Q <890a kJ ⑷ 284.5a kJ < Q < 586.5a kJ
10.（1）1：1；（2）C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g); △H=－2044.0kJ/mol
11.（1）小于 218~330 J•mol－1
（2）185 （3）RI> RBr > RCl > RF
（4）不贊同，H2O的熔沸點高于H2S是因為水分子間存在氫鍵，與鍵能無關(guān)。（2分）
12.-488.3 kJ/mol
13.(1)154 (2)6.88b 3.44a
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/41437.html
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